KR930009478B1 - Insulated gate type fet on soi structure - Google Patents

Insulated gate type fet on soi structure Download PDF

Info

Publication number
KR930009478B1
KR930009478B1 KR1019900005880A KR900005880A KR930009478B1 KR 930009478 B1 KR930009478 B1 KR 930009478B1 KR 1019900005880 A KR1019900005880 A KR 1019900005880A KR 900005880 A KR900005880 A KR 900005880A KR 930009478 B1 KR930009478 B1 KR 930009478B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
region
insulated gate
junction
effect transistor
field effect
Prior art date
Application number
KR1019900005880A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR900017209A (en
Inventor
히로시 고또우
Original Assignee
후지쓰 가부시끼가이샤
야마모도 다꾸마
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 후지쓰 가부시끼가이샤, 야마모도 다꾸마 filed Critical 후지쓰 가부시끼가이샤
Publication of KR900017209A publication Critical patent/KR900017209A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR930009478B1 publication Critical patent/KR930009478B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78606Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
    • H01L29/78612Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device for preventing the kink- or the snapback effect, e.g. discharging the minority carriers of the channel region for preventing bipolar effect
    • H01L29/78615Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device for preventing the kink- or the snapback effect, e.g. discharging the minority carriers of the channel region for preventing bipolar effect with a body contact
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66742Thin film unipolar transistors
    • H01L29/66772Monocristalline silicon transistors on insulating substrates, e.g. quartz substrates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78651Silicon transistors
    • H01L29/78654Monocrystalline silicon transistors

Abstract

내용 없음.No content.

Description

SOI 구조상의 게이트절연형 전계효과 트랜지스터Gate Insulated Field Effect Transistor on SOI Structure

제 1 도는 킹크현상을 갖는 트랜지스터와 갖지않는 트랜지스터의 드레인전류특성에 대한 드레인전압의 관계를 나타내는 도표.1 is a diagram showing the relationship between the drain voltage and the drain current characteristics of transistors with and without a kink phenomenon.

제 2 도는 킹크현상에 의한 오우버슈트를 갖는 소오스 폴로워회로의 출력펄스 파형도.2 is an output pulse waveform diagram of a source follower circuit having an overshoot caused by a kink phenomenon.

제 3a 도는 종래의 SOI형 MOS트랜지스터의 횡단면도.3A is a cross sectional view of a conventional SOI type MOS transistor.

제 3b 도는 제 3a 도의 종래 트랜지스터의 평면도.3b or 3a is a plan view of the conventional transistor of FIG.

제 4 도는 본 발명의 양호한 제 1 실시예 구조의 제조단계의 횡단면도.4 is a cross sectional view of the manufacturing stage of the structure of the first preferred embodiment of the present invention.

제 5 도는 제 4 도의 트랜지스터의 평면도.5 is a plan view of the transistor of FIG.

제 6 도는 제 4 도의 트랜지스터의 드레인 전류특성에 대한 드레인전압의 그래프.6 is a graph of drain voltage versus drain current characteristics of the transistor of FIG.

제 7 도는 본 발명의 양호한 제 2 실시예 구조의 제조단계의 횡단면도.7 is a cross sectional view of the manufacturing stage of the structure of the second preferred embodiment of the present invention.

제 8 도는 제 7 도의 트랜지스터의 드레인 전류특성에 대한 드레인전압의 그래프.8 is a graph of drain voltage versus drain current characteristics of the transistor of FIG.

제 9 도는 본 발명의 양호한 제 6 실시예 구조의 제조단계의 횡단면도.9 is a cross sectional view of the manufacturing stage of the structure of the sixth preferred embodiment of the present invention.

제 10 도는 제 9 도의 트랜지스터의 드레인 전류특성에 대한 드레인전압의 그래프.10 is a graph of drain voltage versus drain current characteristics of the transistor of FIG.

제 11 도는 본 발명의 양호한 제 7 실시예의 횡단면도.11 is a cross sectional view of a seventh preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 절연게이트형 FET(전계효과 트랜지스터)에 관한 것이며, 특히 SOI(SiThe present invention relates to an insulated gate type FET (field effect transistor), and in particular, SOI (Si

licon on insulator)구조의 반도체기판에 형성된 절연게이트형 FET에 관한 것이다.An insulating gate type FET formed in a semiconductor substrate having a licon on insulator) structure.

SOI기판상에 형성된 MOS(금속산화막반도체)FET의 경우, 드레인 전압-전류 특성에 킹크(Kink)현상이 나타남은 잘 알려진 사실이다. 게이트전압이 일정하게 유지되는 상태에서의 드레인전류 대 드레인전압의 상관관계가 제 1 도에 나타나있으며, 도면에서 SOI상의 FET는 그 드레인전류가 본래 킹크가 없는 벌크(bulk)트랜지스터에 비해 증가함이 나타나 있다. 킹크현상이 없는 트랜지스터는 제 2 도에 나타난 바와같이, 펄스전압이 게이트전극에 입력될때, 소오스 폴로워 회로의 출력전압 형태에 오우버슈트(overshoot)를 야기한다.It is well known that MOS (metal oxide semiconductor) FETs formed on SOI substrates exhibit kink in drain voltage-current characteristics. The correlation between the drain current and the drain voltage in the state where the gate voltage is kept constant is shown in FIG. 1, and in the figure, the FET on the SOI increases its drain current as compared to bulk transistors without kink. Is shown. The transistor without the kink phenomenon causes an overshoot in the form of the output voltage of the source follower circuit when the pulse voltage is input to the gate electrode, as shown in FIG.

SOI기판상의 반도체기판이 1,000Å 정도로 얇은 경우는 킹크현상이 나타나지 않으나, 반도체기판이 3,000Å 보다 두꺼울때는 나타나는 것으로 알려져 있다. 그러나, SOI기판상에 1,000Å 두께의 반도체기판을 형성하는 것은 매우 어려우며, 따라서 약 1㎛ 두께의 반도체기판을 SOI기판상에 형성하는 경우보다 제조비용이 훨씬 더 든다. 따라서, 반도체기판 두께가 1㎛ 정도인 경우에도 킹크현상이 야기되지 않는 반도체 소자기판의 개발이 요구되어 왔다. 상기 킹크가 발생하는 원인은, 채널 하부에서 절연기판 근방의 소자 기판의 일부가 플로우팅(floating)상태로 되어 동작중 전위가 변동하기 때문인 것으로 추정되고 있다.It is known that when the semiconductor substrate on the SOI substrate is as thin as 1,000 GPa, the kink phenomenon does not appear, but when the semiconductor substrate is thicker than 3,000 GPa. However, it is very difficult to form a 1,000 Å thick semiconductor substrate on an SOI substrate, and thus a manufacturing cost is much higher than that of a semiconductor substrate having a thickness of about 1 탆 on an SOI substrate. Therefore, there has been a demand for the development of a semiconductor device substrate which does not cause kink phenomenon even when the semiconductor substrate thickness is about 1 μm. The cause of the kink is presumed to be due to the fact that a part of the element substrate near the insulating substrate is floating in the lower portion of the channel and the potential during operation changes.

기판전원 변동을 억제하기 위하여, 채널로부터 측면 부위에 뻗친 영역을 이용하여, 여기에 기판 접촉전극을 설치한 방법이 하기 기술하는 바와같이 일본특개소 52-36982호 공보에 기재되어 있다.In order to suppress substrate power fluctuations, a method in which a substrate contact electrode is provided using a region extending from a channel to a side portion thereof is described in Japanese Patent Laid-Open No. 52-36982 as described below.

제 3a 도는 종래기술의 트랜지스터의 주요부 단면도이다. 제 3b 도는 전극배치를 나타내는 평면도이다. 제 3 도에서, 참조번호 (1)은 지지기판, (2)는 절연층, (21)은 절연막, (3)은 반도체기판, (31)은 채널, (32)는 기판 콘택트(contact), (4)는 소자분리영역, (5)는 게이트전극, (51)은 게이트절연 산화막, (52)는 산화막, (55)는 게이트전극콘택트, (6)은 소오스영역, (61)은 소오스 콘택트, (7)은 드레인영역, (71)은 드레인 콘택트를 각각 나타낸다. SOI기판은 지지기판(1), 절연층 (2) 및 반도체기판(3)으로 구성되어 있다. 제 3b 도에 나타난 바와같이, 게이트전극(5)하부의 채널(31)에서 측부위로 뻗친 반도체기판 부분에 기판 콘택트(32)가 형성되어 있다. 기판 콘택트(32)는 외부 배선을 통해 소오스 콘택트(61)에 접속돼 있으며, 통상적으로는 접지되어 있다. 이러한 구성에서는 채널(31)과 기판 콘택트(32)간의 거리 d(제 3b 도에 도시함)가 길어서 전기저항 상승을 야기하고, 그에 의해 채널전위의 변동을 야기하며, 따라서 킹크 현상을 완전 억제할 수 없다. 또한, 기판 콘택트의 설치를 위해 마스크 공정이 더 필요하고, 각 트랜지스터에 의한 점유면적이 증가하는 결점이 있다.3A is a cross-sectional view of an essential part of a transistor of the prior art. 3B is a plan view showing the electrode arrangement. In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a support substrate, 2 an insulating layer, 21 an insulating film, 3 a semiconductor substrate, 31 a channel, 32 a substrate contact, (4) is an isolation region, (5) is a gate electrode, (51) is a gate insulating oxide film, (52) is an oxide film, (55) is a gate electrode contact, (6) is a source region, and (61) is a source contact (7) denotes a drain region, and (71) denotes a drain contact, respectively. The SOI substrate is composed of a support substrate 1, an insulating layer 2, and a semiconductor substrate 3. As shown in FIG. 3B, a substrate contact 32 is formed in a portion of the semiconductor substrate that extends laterally from the channel 31 under the gate electrode 5. The substrate contact 32 is connected to the source contact 61 through an external wiring, and is usually grounded. In such a configuration, the distance d (shown in FIG. 3B) between the channel 31 and the substrate contact 32 is long, causing an increase in electrical resistance, thereby causing fluctuations in the channel potential, thus completely suppressing the kink phenomenon. Can't. In addition, there is a drawback that a mask process is further required for the installation of the substrate contact, and the area occupied by each transistor is increased.

본 발명의 일반적인 목적은, 드레인 전류특성의 킹크현상을 억제하는 SOI형 절연게이트형 FET를 제공하는데 있다.A general object of the present invention is to provide an SOI type insulated gate type FET which suppresses the kink phenomenon of drain current characteristics.

본 발명의 또한 목적은 고밀도집적이 가능한 SOI형 절연게이트형 FET를 제공하는데 있다.It is also an object of the present invention to provide an SOI type insulated gate type FET capable of high density integration.

본 발명에 의한 SOI형 절연게이트형 FET는 소오스영역위에 알루미늄, 텅스텐등의 금속 불순물을 함유하는 영역, 정상 소오스영역보다 과량 확산된 반도체 불순물을 함유하는 영역, 비정질 소오스영역 또는 상기 소오스영역의 재료의 열팽창 계수와 상이한 열팽창 계수를 갖는 재료로 된 층을 형성하여 소오스영역의 pn-접합을 횡단하는 전기저항 성분이 드레인영역의 pn-접합을 횡단하는 저항성분보다 작도록 구성한다.The SOI type insulated gate type FET according to the present invention is a region containing a metal impurity such as aluminum or tungsten on the source region, a region containing an excessively diffused semiconductor impurity than a normal source region, an amorphous source region or a material of the source region. A layer of a material having a coefficient of thermal expansion different from that of thermal expansion is formed so that the electrical resistance component crossing the pn-junction of the source region is configured to be smaller than the resistance component crossing the pn-junction of the drain region.

본 발명의 상기 및 기타 특징 및 장점들은 도면을 참조한 하기의 설명으로부터 명백히 이해할 수 있다. 전 도면에서 동일 참조번호는 동일 부위를 나타낸다.These and other features and advantages of the present invention can be clearly understood from the following description with reference to the drawings. Like reference numerals in the previous drawings denote like sites.

본 발명을 양호한 실시예들을 참조하여 하기에 설명한다.The invention is described below with reference to the preferred embodiments.

본 발명의 양호한 제 1 실시예의 SOI형 절연 게이트형 트랜지스터의 제조에 있어서, 웨이퍼 본딩 및 박판화 방법 또는 SIMOX(산소주입에 의한 분리)법에 의하여 제 4a 도에 나타난 바와같이, 실리콘으로 된 500㎛ 두께의 지지기판상에 SiO2(이산화 실리콘)로 된 1㎛ 두께의 절연층(2)와, 그위에 p형 실리콘으로된 1㎛ 두께의 반도체기판(3)을 형성하여 SOI기판을 제조한다. 공지된 기술에 의해서, 상기 SOI기판상에 예를들면 인접하는 트랜지스터분리를 위한 1㎛ 두께의 소자분리 영역(4)와 다결정성 실리콘으로 된 게이트 전극(5)를 형성한다. 다음은 제 4b 도에 나타난 바와같이 금속이온, 예를들면 알루미늄 이온(Al+)을 대표적으로 50kev, 도우즈(dose)양 1×1015cm-2의 조건으로 반도체기판(3)의 일부에 주입하여 소오스영역을 형성하고, 이외의 영역은 레지스트로 마스크한다. 다음은, 제 4c 도에 나타난 바와같이, 상기 레지스트를 제거한 후, n형 불순물로서 비소이온(As+)을 대표적으로 100kev 및 도우즈양 5×1015cm-2의 조건으로 표면 전면에 주입한다. 다음은, 제 4d 도에 나타난 바와같이, 상기 다결정성 실리콘게이트 전극(5)의 노출면을 공지된 열처리법으로 산화시켜 500Å의 절연산화막(52)을 형성한다. 이 열처리 산화공정중, 상기 이온 주입된 불순물들이 확산되어 비소 불순물이 소오스영역(6)과 드레인영역(7)을 형성하고, 알루미늄 불순물은, 소오스영역(6)과 반도체기판(3) 사이에 형성된 pn-접합에 도달하며, 한편 게이트전극(5) 하부의 영역이 채널(31)로 된다. 따라서, 불순물농도는 드레인 및 소오스영역에서 비소가 대략 1.5×1020cm-3이고, 소오스영역(6)에는 알루미늄 농도가 3×1019cm-3이다.In the fabrication of the SOI type insulated gate transistor of the first preferred embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4A by the wafer bonding and thinning method or the SIMOX (separation by oxygen injection) method, 500 µm thick of silicon. An SOI substrate was fabricated by forming an insulating layer 2 of 1 mu m thick of SiO 2 (silicon dioxide) on a supporting substrate of < RTI ID = 0.0 > and a 1 mu m thick semiconductor substrate 3 of p-type silicon thereon. By known techniques, an isolation region 4 of 1 탆 thickness and a gate electrode 5 of polycrystalline silicon are formed on the SOI substrate, for example, for isolation of adjacent transistors. Next, as shown in FIG. 4B, metal ions, for example, aluminum ions (Al + ) are typically formed on a part of the semiconductor substrate 3 under conditions of 50 kev and dose amount of 1 × 10 15 cm −2 . It is implanted to form a source region, and other regions are masked with a resist. Next, as shown in FIG. 4C, after removing the resist, arsenic ions (As + ) as an n-type impurity are typically implanted into the entire surface under conditions of 100 kev and dose amount 5 × 10 15 cm −2 . Next, as shown in FIG. 4D, the exposed surface of the polycrystalline silicon gate electrode 5 is oxidized by a known heat treatment method to form an insulating oxide film 52 of 500 kV. During the heat treatment oxidation process, the ion-implanted impurities are diffused so that arsenic impurities form the source region 6 and the drain region 7, and aluminum impurities are formed between the source region 6 and the semiconductor substrate 3. The pn-junction is reached, while the region under the gate electrode 5 becomes the channel 31. Therefore, the impurity concentration is approximately 1.5 × 10 20 cm −3 in the drain and source regions, and aluminum concentration 3 × 10 19 cm −3 in the source region 6.

다음은 제 4e 도에 나타난 바와같이, 공지된 기술에 의해 PSG(포스포 실리게이트 글래스)로된 대표적으로 1㎛ 두께의 절연막(21)을 상기에서 제조한 기판 전표면상에 증착한다. 공지된 포토 리소그라피 기술로 절연막(21)에 콘택트 홀을 형성하여 소오스영역(6), 드레인영역(7) 및 게이트전극(5)을 노출한다. 공지된 기술로 전표면상에 대표적으로 알루미늄을 스퍼터(sputter)한후, 알루미늄막을 패턴하여 소오스 콘택트(61), 드레인 콘택트(71) 및 게이트 콘택트(55)를 형성한다. 이들 콘택트들의 평면도가 제 5 도에 나타나 있으며, 도면에서 종래기술의 반도체기판의 콘택트(32)는 나타나 있지 않다.Next, as shown in FIG. 4E, a typical 1 탆 thick insulating film 21 made of PSG (phospho silicate glass) is deposited by the known technique on the entire surface of the substrate prepared above. By using a known photolithography technique, a contact hole is formed in the insulating film 21 to expose the source region 6, the drain region 7, and the gate electrode 5. After sputtering aluminum representatively on the entire surface by a known technique, the aluminum film is patterned to form the source contact 61, the drain contact 71 and the gate contact 55. A plan view of these contacts is shown in FIG. 5, in which the contacts 32 of the prior art semiconductor substrates are not shown.

반도체기판(31)과, 비소가 확산된 소오스영역(6)간의 계면이 pn-접합을 형성한다. 이 소오스영역(6)으로 확산된 금속불순물, 즉 알루미늄이 상기 pn-접합까지 더 확산하여, 거기에서 알루미늄 원자 캐리어 발생중심, 즉 상기 pn-접합을 통과하는 리이크(leakage)전류 통로의 기능을 한다. 따라서, pn-접합의 다이오드의 전류가 순방향과 역방향으로 증가한다. 이 증가된 리이크전류, 특히 순방향으로 증가된 전류는 필연적으로 채널 하부에 위치된 반도체기판(31')과 소오스영역(6)간의 전위차를 제거한다. 다시말해서, 채널(31) 하부의 반도체기판(31')의 플로우팅을 방지할 수 있다. 그러므로, 킹크현상을 억제할 수 있다.The interface between the semiconductor substrate 31 and the arsenic diffused source region 6 forms a pn-junction. The metal impurity diffused into this source region 6, i.e. aluminum, further diffuses to the pn-junction, whereby the function of a leak current path through the center of aluminum atom carrier generation, i.e., through the pn-junction do. Thus, the current in the diode of the pn-junction increases in the forward and reverse directions. This increased leakage current, in particular, the forward increased current inevitably eliminates the potential difference between the semiconductor substrate 31 'and the source region 6 located below the channel. In other words, the floating of the semiconductor substrate 31 ′ under the channel 31 can be prevented. Therefore, the kink phenomenon can be suppressed.

제 6 도는 상기 소오스영역의 pn-접합의 다이오드특성을 종래기술의 SOI MOS 트랜지스터의 것과 비교하여 나타낸 것이며, 도면에서 VF는 볼트단위의 순방향 전압을 나타내고, IF는 pn-접합의 다이오드의 μA단위의 순방향 전류를 나타낸다. 다이오드 특성은 반도체기판을 리이드(lead)하는 실험용으로 형성한 콘택트 전극(도시안함)으로 측정한다. 또한, 드레인 전압 대 드레인 전류특성의 관계(도시안함)로부터 본 발명에 의해 알루미늄 이온이 주입된 SOI MOS 트랜지스터의 킹크현상에 의한 드레인 전류가 20% 감소되어, 그 교류동작의 오우버 슈우트가 15% 감소됨을 관찰할 수 있다.6 shows the diode characteristics of the pn-junction of the source region compared with that of the conventional SOI MOS transistor, where V F represents the forward voltage in volts, and I F represents the μA of the pn-junction diode. Indicates the forward current of the unit. Diode characteristics are measured by a contact electrode (not shown) formed for an experiment to lead a semiconductor substrate. Also, from the relationship between the drain voltage and the drain current characteristic (not shown), the drain current due to the kink phenomenon of the SOI MOS transistor in which aluminum ions are implanted according to the present invention is reduced by 20%, and the overshoot of the AC operation is 15 A% reduction can be observed.

제 7 도는 본 발명의 양호한 제 2 실시예의 제조단계의 횡단면도이다. SOI기판은, 실리콘으로 된 지지기판(1), 절연층(2) 및 p-실리콘으로 된 반도체기판(3)으로 구성돼 있으며 제 4 도에 나타난 제 1 실시예의 것과 본질적으로 동일하다. 또한, 제 7a 도에 나타난 바와같이 공지 기술에 의해서, 상기 SOI기판상에 소자 분리 영역(4), 게이트 절연막, (51), 다결정 실리콘으로 된 게이트전극(5) 및 산화막(53)을 형성한다. 다음은, 제 7b 도에 나타난 바와같이, 공지된 기술에 의해서, 게이트전극(5)의 측벽상에 산화막(54)을 형성한다. 다음은, CVD법에 의해서 제 7b 도의 기판상에 텅스텐(W)막(8)을 예를들어 3000Å의 두께로 증착하고, 그 전표면에 Si3N4(실리콘 니트라이드)막(81)을 예를들면 500Å의 두께로 증착한다. 이후, 공지된 포토리소그라피 기술로, 텅스텐(8)과, Si3N4막(81)을 제 7c 도와 같이 패턴하여, 소오스영역으로 될 영역만 잔류시킨다. 다음, 상기 패턴한 기판을 질소가스중에서 대표적으로 1100℃에서 30분간 가열한다. 이 열처리 공정에 의해 표면에 증착된 텅스텐이 반도체기판의 일부로 확산되어 소오스영역(6)을 형성하게 된다. 다음은, 제 7d 도에 나타난 바와같이, 제 7c 도의 기판 전표면에, 대표적으로 100kev 및 도우즈양 5×1015cm-2으로 비소 이온(As+)을 주입한다.7 is a cross sectional view of the manufacturing stage of the second preferred embodiment of the present invention. The SOI substrate is composed of a support substrate 1 made of silicon, an insulating layer 2 and a semiconductor substrate 3 made of p-silicon and is essentially the same as that of the first embodiment shown in FIG. In addition, as shown in FIG. 7A, a device isolation region 4, a gate insulating film 51, a gate electrode 5 made of polycrystalline silicon, and an oxide film 53 are formed on the SOI substrate by a known technique. . Next, as shown in FIG. 7B, an oxide film 54 is formed on the sidewall of the gate electrode 5 by a known technique. Next, a tungsten (W) film 8 is deposited to a thickness of, for example, 3000 kPa on the substrate of FIG. 7B by CVD, and a Si 3 N 4 (silicon nitride) film 81 is deposited on the entire surface thereof. For example, it is deposited to a thickness of 500 mW. Then, by the known photolithography technique, the tungsten 8 and the Si 3 N 4 film 81 are patterned as in the seventh c-c to leave only the region to be the source region. Next, the patterned substrate is typically heated at 1100 ° C. for 30 minutes in nitrogen gas. Tungsten deposited on the surface by this heat treatment process is diffused to a part of the semiconductor substrate to form the source region 6. Next, as shown in FIG. 7D, arsenic ions (As + ) are implanted into the entire surface of the substrate of FIG. 7C at a representative amount of 100 kev and a dose amount of 5 × 10 15 cm −2 .

다음은, 제 7e 도에 나타난 바와같이 제 7d 도의 기판상에 대표적으로 1000Å 두께의 SiO2절연막(22)을 CVD법에 의해 증착하고, 대표적으로 1000℃에서 20분간 질소가스중에서 가열한다. 이 열처리에 의해 비소 불순물이 소오스영역(6) 및 드레인 영역(7)으로 확산된다. 그러면, 상기 소오스 및 드레인 영역내의 비소 불순물의 농도는 1.5×1020cm-3이 된다. 상기 열처리 공정중, 텅스텐이 상기 소오스영역내로 확산하여 그 불순물이 침전되어 소오스영역(6)과 채널영역(31)간의 pn-접합을 가로질러 스파이크(spikes)를 발생시킨다. 그 이유는 상기 불순물농도가 불순물들의 고체용해도보다 크기때문이다. 다음은, 제 7f 도에 나타난 바와같이, 양호한 제 1 실시예에서와 동일한 방법으로 PSG로 된 절연막(22)들 표면 전면에 적층하고, 소오스 영역(6) 및 드레인 영역(7)을 노출시키는 콘택트 홀을 뚫고, 그 표면전면에 알루미늄을 스퍼터하고, 이 스퍼터된 알루미늄을 패턴하여 소오스 콘택트 전극(61)과 드레인 콘택트 전극(71)을 형성한다. 소오스(6), 드레인(7) 및 게이트전극(5)의 평면 배치는 상기 제 1 실시예에서와 동일하다. 이러한 구성에서는, 상기 침전된 불순물 스파이크가 상기 pn-접합을 통하는 도전로를 제공하여 상기 pn-접합에 순방향 및 역방향 다이오드 특성을 부여함으로써 제 1 실시예의 경우와 동일한 유리한 효과를 나타낸다.Next, as shown in FIG. 7E, a SiO 2 insulating film 22 having a thickness of 1000 kPa is typically deposited on the substrate of FIG. 7D by CVD, and is typically heated in nitrogen gas at 1000 DEG C for 20 minutes. By this heat treatment, arsenic impurities are diffused into the source region 6 and the drain region 7. The concentration of arsenic impurities in the source and drain regions is then 1.5 × 10 20 cm −3 . During the heat treatment process, tungsten diffuses into the source region and its impurities precipitate to generate spikes across the pn-junction between the source region 6 and the channel region 31. This is because the impurity concentration is larger than the solid solubility of the impurities. Next, as shown in FIG. 7F, a contact is laminated on the entire surface of the insulating films 22 made of PSG in the same manner as in the first preferred embodiment, and the source region 6 and the drain region 7 are exposed. The hole is drilled, aluminum is sputtered on the entire surface of the surface, and the sputtered aluminum is patterned to form the source contact electrode 61 and the drain contact electrode 71. The planar arrangement of the source 6, drain 7 and gate electrode 5 is the same as in the first embodiment. In such a configuration, the precipitated impurity spikes provide a conductive path through the pn-junction to impart forward and reverse diode characteristics to the pn-junction, thereby exhibiting the same advantageous effects as in the case of the first embodiment.

제 8 도는 본 발명의 제 2 양호한 실시예에 의한 SOI MOS 트랜지스터의 소오스영역의 pn-접합의 다이오드 특성을 종래의 SOI MOS 트랜지스터의 것과 비교해 나타낸 도면이다. 상기 다이오드 특성은 제 6 도에서와 동일한 방법으로 측정한다. 또한, 드레인전압 대 드레인전류특성(도시안됨)에 있어서, 제 2 실시예에 의한 SOI MOS 트랜지스터는 킹크 현상에 의해 야기된 드레인 전류 증가분이 20% 감소되며, 따라서 펄스동작에서의 오우버 슈트가 15%감소됨을 알 수 있다.8 is a diagram showing the diode characteristics of the pn-junction of the source region of the SOI MOS transistor according to the second preferred embodiment of the present invention compared with that of the conventional SOI MOS transistor. The diode characteristics are measured in the same manner as in FIG. Further, in the drain voltage vs. drain current characteristic (not shown), the SOI MOS transistor according to the second embodiment reduces the drain current increase caused by the kink phenomenon by 20%, so that the overshoot in the pulse operation is 15%. It can be seen that% is reduced.

본 발명의 양호한 제 3 실시예를 하기에 설명한다(도시안함). 제 3 실시예에서는 제 4b 도의 공정에서의 소오스영역으로 알루미늄 이온을 주입하는 대신에, As+이온을 드레인영역에의 도우즈에 비해 10배 이상의 도우즈, 즉 약 1017cm-2도우즈를 주입한다. 다음은, 이 도우프된 기판을 질소가스중에서 예를들면, 약 950℃에서 30분간 가열한다. 정규 불순물 농도를 훨씬 초과하는 과잉도우펀트는 정상적인 pn-접합, 즉 정상 다이오드를 형성하지 않고, pn-접합에 캐리어 발생중심을 형성하여 pn-접합 다이오드의 순방향 및 역방향 특성 양자에 리이크 전류를 야기한다. 이 리이크 전류는 채널영역(31)하부의 반도체기판(31')과 소오스영역(6)의 전위간에 전위차를 제거하는데 기여하며, 그 결과 제 1 및 제 2 실시예와 동일한 유리한 효과가 얻어진다.A third preferred embodiment of the present invention is described below (not shown). In the third embodiment, instead of injecting aluminum ions into the source region in the process of FIG. 4B, As + ions are dosed at least 10 times the dose to the drain region, that is, about 10 17 cm −2 doses. Inject. Next, this doped substrate is heated in nitrogen gas, for example, at about 950 ° C. for 30 minutes. Excess dopants well above the normal impurity concentration do not form a normal pn-junction, i.e., a normal diode, but form a carrier-generating center in the pn-junction, causing a leak current in both the forward and reverse characteristics of the pn-junction diode. do. This leak current contributes to removing the potential difference between the potentials of the semiconductor substrate 31 'under the channel region 31 and the source region 6, and as a result, the same advantageous effects as in the first and second embodiments are obtained. .

본 발명의 양호한 제 4 실시예를 하기에 설명한다(도시안함). 상기 기술한 본 발명의 양호한 제 1 실시예에서의 알루미늄 이온 주입 대신에 소오스영역에 산소이온 또는 탄소이온을 주입한다. 산소원자 또는 탄소원자는 소오스영역내의 실리콘 원자와 결합해서 그 영역내에 결정 결합을 발생시킨다. 이 발생된 결정결함은 상기 소오스영역의 pn-접합에 캐리어 발생중심을 제공하여 이 pn-접합에 소정의 누전 통로를 제공한다. 그러나, 그 효과는 상기 제1 및 제2 실시예의 금속불순물 보다는 못하다.A fourth preferred embodiment of the present invention is described below (not shown). Instead of the aluminum ion implantation in the first preferred embodiment of the present invention described above, oxygen or carbon ions are implanted into the source region. Oxygen or carbon atoms combine with silicon atoms in the source region to generate crystal bonds in that region. This generated crystal defect provides a carrier generation center to the pn-junction of the source region to provide a predetermined leakage path to the pn-junction. However, the effect is worse than that of the metal impurities of the first and second embodiments.

상기 기술한 제1, 제2 및 제4 실시예에서, 상기 소오스영역내로 부가적으로 도오프하는 불순물은 알루미늄이거나 텅스텐이거나 또는 탄소와 같이 단일의 것이나, 이들 불순물들을 복수개, 예를들어 알루미늄+텅스텐, 텅스텐+탄소, 텅스텐+티타늄, 텅스텐+산소등을 소오스영역내로 도우프할 수도 있다. 복수개의 부가적 도우펀트의 장점은 리이크 전류가 효과적으로 증가된다는 점이다.In the above-described first, second and fourth embodiments, the impurities additionally doping into the source region are aluminum, tungsten, or a single one such as carbon, but a plurality of these impurities, for example, aluminum + tungsten , Tungsten + carbon, tungsten + titanium, tungsten + oxygen, or the like may be doped into the source region. An advantage of multiple additional dopants is that the leakage current is effectively increased.

본 발명의 양호한 제 5 실시예를 하기에 설명한다(도시안함).A fifth preferred embodiment of the present invention is described below (not shown).

레지스트 형성전, 그리고 상기 제 1 실시예에서 제 4b 도 공정에서 나타낸 소오스영역에의 알루미늄 이온 주입전의 기판의 두 영역, 즉 소오스영역이 될 영역과 드레인 영역이 될 영역에, 제 4c 도 공정에서와 동일 조건하에서 비소 이온을 동일하게 주입한다. 다음은, 제 4b 도 공정에서와 같이, 상기 드레인영역을 마스크하고, 대표적으로 100keV, 1016cm-2도우즈의 조건으로 아르곤 이온을 상기 소오스영역에만 주입하여 소오스영역의 실리콘을 비정질로 만든다. 아르곤 이온은 상기 주입된 실리콘과 화학적으로 반응하지 않는다. 상기에서 형성된 소오스영역내의 비정질 실리콘은 영역내에 결정결함을 야기하고, 따라서 pn-접합에 캐리어 발생중심이 형성되어 pn-접합 다이오드를 통하는 누전 통로를 제공하며, 채널영역(31)하부의 반도체기판(31')과 소오스영역(6)간의 전위차를 제거함으로써, 상기 기술한 양호한 실시예들과 동일한 유리한 효과가 얻어진다.Before the resist formation and before the aluminum ion implantation into the source region shown in FIG. 4B process in the first embodiment, that is, the region to be the source region and the drain region, Arsenic ions are equally implanted under the same conditions. Next, as in FIG. 4B, the drain region is masked, and argon ions are implanted only in the source region under conditions of 100 keV and 10 16 cm −2 doses to make silicon in the source region amorphous. Argon ions do not react chemically with the implanted silicon. The amorphous silicon in the source region formed above causes crystal defects in the region, and thus a carrier generation center is formed in the pn-junction to provide an electrical leakage passage through the pn-junction diode, and the semiconductor substrate under the channel region 31 ( 31 ') and the source region 6 by removing the potential difference, the same advantageous effect as the above-described preferred embodiments is obtained.

제 9 도는 본 발명의 양호한 제 6 실시예의 제조공정의 횡단면도들이다. 제 9a 도에 나타난 바와같이 실리콘으로된 지지기판(1)으로 구성된 SOI기판상에 SiO2로된 절연층(2)과 반도체기판(3), 소자분리영역(4) ; 게이트 절연막(51); 다결정 실리콘으로 된 게이트전극(5)과 산화막(53) 및 (54)를 양호한 제 2 실시예에서의 제 7a 및 7b 도에 도시된 바와 본질적으로 동일한 방법으로 형성했다. 다음은, 제 9b 도에 도시된 바와같이, 소오스영역이될 반도체기판의 일부분상에 공지된 CVD법 또는 포토리소그라피 기술에 의해서, 대표적으로 3,000Å의 Si3N4도막(9)을 형성한다. 다음은, 제 9c 도에 나타난 바와같이, 상기에서 제조된 기판의 표면 전면에 대표적으로 100keV, 5×1015cm-2의 조건으로 비소이온(As+)을 주입한다. 이 이온주입된 기판을 대표적으로 950℃에서 30분간 가열하여 주입된 비소를 확산시켜 소오스영역(6) 및 드레인영역(7)을 형성한다.9 is a cross sectional view of the manufacturing process of the sixth preferred embodiment of the present invention. An insulating layer 2 made of SiO 2 , a semiconductor substrate 3, and an element isolation region 4 on an SOI substrate composed of a support substrate 1 made of silicon as shown in FIG. 9A; The gate insulating film 51; Gate electrodes 5 and oxide films 53 and 54 made of polycrystalline silicon were formed in essentially the same manner as shown in Figs. 7A and 7B in the second preferred embodiment. Next, as shown in FIG. 9B, a 3,000 ns Si 3 N 4 coating film 9 is typically formed by a known CVD method or photolithography technique on a portion of the semiconductor substrate to be the source region. Next, as shown in FIG. 9C, arsenic ions (As + ) are implanted into the surface of the substrate prepared above under the condition of 100 keV and 5 × 10 15 cm −2 . The ion implanted substrate is typically heated at 950 ° C. for 30 minutes to diffuse the implanted arsenic to form the source region 6 and the drain region 7.

다음은, 제 9d 도에 나타난 바와같이, 표면 전면에 절연막으로서 PSG막(21)을 도포하고 ; 콘택트 홀을 뚫어 소오스 및 드레인 영역을 노출시키고 ; 그위에 알루미늄을 스퍼터하고 패턴하여 소오스 콘택트(61) 및 드레인 콘택트(71)를 형성하며, 상기 공정은 제 1 실시예에서와 본질적으로 동일한 방법에 의하여 행한다. 소오스영역(6), 드레인영역(7), 도막(9) 및 절연막(21)의 열팽창 계수들은 하기와 같다 :Next, as shown in FIG. 9D, the PSG film 21 is applied as the insulating film on the entire surface of the surface; Drilling a contact hole to expose the source and drain regions; Aluminum is sputtered and patterned thereon to form source contacts 61 and drain contacts 71, which process is carried out by essentially the same method as in the first embodiment. The thermal expansion coefficients of the source region 6, drain region 7, coating film 9 and insulating film 21 are as follows:

Figure kpo00001
Figure kpo00001

상기 표에서 알 수 있는 바와같이, 소오스영역(6)과 그위의 도막(9)의 열팽창 계수의 차는 드레인영역(7)과 그위에 도포된 절연막(21)의 열팽창계수보다 크다. 그러므로, 드레인영역(7)보다 소오스영역(6)내에 더욱 큰 내부응력이 발생된다. 이 내부응력은 압전저항 효과를 유발한다. 이 압전 저항 효과는 일반적으로 상기 내부응력이 pn-접합에서의 금지대폭을 변경해서 극한 캐리어밀도를 변화시키고, 따라서 pn-접합 다이오드의 특성이 바뀜으로써 pn-접합을 가로지르는 양 방향으로의 리이크 전류를 증가시키게 되는 효과를 의미한다.As can be seen from the table, the difference between the thermal expansion coefficients of the source region 6 and the coating film 9 thereon is greater than the thermal expansion coefficient of the drain region 7 and the insulating film 21 applied thereon. Therefore, larger internal stress is generated in the source region 6 than in the drain region 7. This internal stress causes a piezoelectric resistance effect. This piezo-resistive effect is generally caused by the internal stress altering the inhibited bandwidth at the pn-junction, thus changing the ultimate carrier density, thus causing the leakage in both directions across the pn-junction, as the characteristics of the pn-junction diode change. It means the effect of increasing the current.

제 10 도는 본 발명의 양호한 제 6 실시예에 의한 SOI MOS 트랜지스터의 소오스영역의 pn-접합의 다이오드 특성을 종래기술의 SOI MOS 트랜지스터의 특성과 비교해 도시한 것이다. 다이오드 특성은 제 6 도의 경우와 동일한 방법으로 측정한다. 또한 드레인전압 대 드레인전류특성(도시안됨)에 있어서, 본 발명에 의해서 열응력이 부여된 SOI MOS 트랜지스터는 킹크 현상에 의해 야기된 드레인전류 증가분이 15% 감소되며, 따라서 펄스동작시 오우버 슈트가 10% 감소됨을 알 수 있다.Fig. 10 shows the diode characteristics of the pn-junction of the source region of the SOI MOS transistor according to the sixth preferred embodiment of the present invention compared with that of the conventional SOI MOS transistor. Diode characteristics are measured in the same manner as in the case of FIG. Also, in the drain voltage vs. drain current characteristic (not shown), the SOI MOS transistor thermally stressed by the present invention reduces the drain current increase caused by the kink phenomenon by 15%, and thus the overshoot during pulse operation. It can be seen that a 10% decrease.

제 11 도는 본 발명의 양호한 제 7 실시예의 횡단면도이다. 실리콘으로 된 지지기판(1), 절연층(2) 및 p-실리콘으로 된 반도체기판(3)으로 구성된 SOI기판상에 소자분리 영역(4), 게이트절연막(51), 다결정 실리콘으로 된 게이트전극(5)을 제 4a 도에 도시된 제 1 실시예에서와 본질적으로 동일한 방법으로 형성한다. 다음 소오스영역이 될 부분이외의 부분상에 레지스트를 패턴한후, 상기 소오스영역이 될 부분에, 제 4b 도에서의 알루미늄 이온주입 대신에 붕소이온을 대표적으로 50keV, 1×1015cm-2도우즈의 조건으로 주입한다. 다음은, 제 1 실시예에서와 본질적으로 동일한 방법에 의해서 상기 레지스트를 제거한후, 표면전면에 대표적으로 100keV, 5×1015cm-2도우즈의 조건으로 비소이온(As+)을 n-형 도우펀트로서 주입한다.11 is a cross sectional view of a seventh preferred embodiment of the present invention. A device isolation region 4, a gate insulating film 51, and a gate electrode made of polycrystalline silicon on an SOI substrate composed of a support substrate 1 made of silicon, an insulating layer 2, and a semiconductor substrate 3 made of p-silicon. (5) is formed in essentially the same manner as in the first embodiment shown in FIG. 4A. After the resist is patterned on a portion other than the portion to be the next source region, boron ions are typically 50keV, 1 × 10 15 cm -2 dough instead of aluminum ion implantation in FIG. 4B. Inject under conditions of Next, after removing the resist by essentially the same method as in the first embodiment, the n-type arsenic (As + ) n-type was formed on the front surface of the substrate under conditions of 100 keV and 5 x 10 15 cm -2 doses. It is injected as a dopant.

상기 다결정 실리콘 게이트전극(5)의 노출된 표면을 공지된 열처리방법으로 산화시켜 절연산화막을 형성한다. 이 열처리 공정에 의해, 상기에서 이온주입한 붕소와 비소가 확산되어 붕소는 상기 p-Si기판(3)내에 보다 많이 도우프된 p+영역(33)을 형성하고, 비소는 소오스영역(62)과 드레인영역(7)을 형성한다. 따라서 불순물 농도는 드레인영역(7) 및 소오스영역(6)에서 비소이온이 대표적으로 1.5×1020cm-3, 상기보다 많이 도우프된 영역(33)에서 붕소가 1×1018이상, 대표적으로 2×1019cm-3인 반면, p-Si기판의 불순물 농도는 1016cm-3이 된다. 따라서, pn-접합에 터널 다이오드가 형성된다. 또한, 양호한 제 1 실시예에서와 동일한 방법에 의해서, PSG 절연막(21), 소오스 콘택트(61), 드레인 콘택트(71) 및 게이트전극(55)을 공지된 기술로 형성한다. 이와같이 제조된 트랜지스터에서는 소오스영역(62)의 pn-접합을 통하는 터널 전류가 발생된다. 이 터널전류는 반도체기판(3)내의 소오스영역(62)과, 채널영역(31) 하부영역(31')간의 전위차를 감소시켜, 전술한 양호한 실시예들의 경우에서처럼 킹크효과가 저하되는 유리한 효과가 얻어진다. 제 7 실시예를 실시하는데 있어서, 상기 터널 다이오드의 구성은 소오스전극의 pn-접합에 형성되는 것인한, 상기 설명한 것에 한정되지 않는다.The exposed surface of the polycrystalline silicon gate electrode 5 is oxidized by a known heat treatment method to form an insulating oxide film. By the heat treatment step, the boron and arsenic implanted in the above are diffused so that boron forms a more doped p + region 33 in the p-Si substrate 3, and the arsenic is the source region 62. And drain region 7 are formed. Therefore, the impurity concentration is typically 1.5 × 10 20 cm −3 in the drain region 7 and the source region 6, and boron is 1 × 10 18 or more, typically in the region 33 doped more than the above. While the concentration is 2 × 10 19 cm −3 , the impurity concentration of the p-Si substrate is 10 16 cm −3 . Thus, a tunnel diode is formed at the pn-junction. Further, by the same method as in the first preferred embodiment, the PSG insulating film 21, the source contact 61, the drain contact 71 and the gate electrode 55 are formed by a known technique. In the transistor thus manufactured, tunnel current through the pn-junction of the source region 62 is generated. This tunnel current reduces the potential difference between the source region 62 and the lower region 31 'of the channel region 31 in the semiconductor substrate 3, so that the beneficial effect of lowering the kink effect as in the case of the above-described preferred embodiments is obtained. Obtained. In implementing the seventh embodiment, the configuration of the tunnel diode is not limited to that described above as long as it is formed at the pn-junction of the source electrode.

전술한 실시예들에서, pn-접합을 통과하는 리이크를 야기시키는 금속불순물로서 알루미늄과 텅스텐을 사용하였으나, 상기 제1, 제2, 제4 및 제5 양호한 실시예들에서, 알루미늄 또는 텅스텐 대신에 몰리브덴, 백금, 티타늄 및 주석과 이들의 조합을 사용할 수도 있다.In the above embodiments, aluminum and tungsten were used as the metal impurities causing the leak through the pn-junction, but in the first, second, fourth and fifth preferred embodiments, instead of aluminum or tungsten It is also possible to use molybdenum, platinum, titanium and tin and combinations thereof.

전술한 실시예들에서, 반도체기판(3)으로서 p-형 실리콘을 사용했으나, n-형 실리콘기판상에 제조된 SOI형 절연게이트 트랜지스터도 물론 본 발명의 개념에 포함된다. 이 경우, 소오스 및 드레인영역들을 형성하는 도우펀트는 붕소가 될것이다. pn-접합에 리이크 전류를 야기시키는 금속불순물을 상기 p-형 기판의 경우에 사용된 것과 동일한 것을 사용할 수 있다. 제 7 실시예의 변형으로서 반도체기판(3)내에 보다 많이 도우프된 영역, 이 경우 n-Si 영역을 형성하는 도우펀트는 비소 또는 인이다. 이온주입, 열처리의 조건은 동일하게 할 수 있다.In the above embodiments, although p-type silicon is used as the semiconductor substrate 3, an SOI type insulated gate transistor fabricated on an n-type silicon substrate is of course included in the concept of the present invention. In this case, the dopant forming the source and drain regions would be boron. The metal impurity causing a leakage current in the pn-junction may be the same as that used in the case of the p-type substrate. As a variation of the seventh embodiment, the dopant forming more doped regions in the semiconductor substrate 3, in this case n-Si regions, is arsenic or phosphorus. The conditions for ion implantation and heat treatment can be the same.

전술한 양호한 실시예들에서, SOI 구조의 절연기판으로서, 실리콘 기판과 그위에 형성된 이산화실리콘을 사용했으나, 타종의 SOI기판상에 형성된 절연게이트 트랜지스터도 본 발명의 개념에 포함되는 것임은 명백하다.In the above-described preferred embodiments, the silicon substrate and the silicon dioxide formed thereon are used as the insulating substrate of the SOI structure, but it is apparent that the insulating gate transistor formed on the other SOI substrate is also included in the concept of the present invention.

본 발명의 특징 및 장점들을 상기 상세한 설명으로부터 명백히 이해할 수 있을 것이며, 본 발명의 요지범위에 속하는 이러한 모든 특징 및 장점들은 청구범위에 포함된다. 또한, 다양한 변형이 가능하므로, 상기 설명한 내용이 본 발명을 한정하지 않으며, 이들의 변형도 본 발명의 범위에 포함된다.The features and advantages of the invention will be apparent from the above detailed description, and all such features and advantages that fall within the scope of the invention are included in the claims. In addition, since various modifications are possible, the above-mentioned content does not limit this invention, and these modifications are also included in the scope of the present invention.

Claims (17)

절연기판(2)상의 제 1 도전형을 갖는 반도체층(3)상에 형성되는 절연게이트형 전계효과 트랜지스터에 있어서, 상기 제 1 도전형과 반대되는 제 2 도전형을 갖는 제 1 불순물로 도우프된 드레인영역(7)과 ; 게이트 절연막(51)을 매개로 하여 상기 반도체층(3)에 형성된 상기 드레인영역(7)에 인접해 있는 채널영역(31) 상부에 형성된 게이트전극(5)과, 상기 드레인영역에 대향하여 상기 채널영역(31)에 인접해 있는, 상기 제 1 불순물은 도우프된 소오스영역(6)을 포함하며, 상기 소오스영역(6)과 상기 반도체층(3)간에 형성된 제1pn-접합은 캐리어 발생중심을 갖고 있어 상기 제1pn-접합을 통과하는 도전 통로를 제공하며, 그에 의해 상기 제1pn-접합의 전기저항이, 상기 드레인영역(7)과 상기 반도체층(3)간에 형성된 제2pn-접합의 전기저항보다 작은 것이 특징인 절연게이트형 전계효과 트랜지스터.In an insulated gate field effect transistor formed on a semiconductor layer 3 having a first conductivity type on an insulating substrate 2, doped with a first impurity having a second conductivity type opposite to the first conductivity type. Drain region 7; The gate electrode 5 formed on the channel region 31 adjacent to the drain region 7 formed in the semiconductor layer 3 via the gate insulating layer 51 and the channel facing the drain region. Adjacent to the region 31, the first impurity includes a doped source region 6, and a first pn-junction formed between the source region 6 and the semiconductor layer 3 indicates a carrier generation center. And a conductive passage through the first ppn-junction, whereby the electrical resistance of the first ppn-junction is such that the electrical resistance of the second ppn-junction formed between the drain region 7 and the semiconductor layer 3. Insulated gate field effect transistor characterized by being smaller. 제 1 항에 있어서, 상기 캐리어 발생중심은, 상기 소오스영역(6)내에 도우프된 금속불순물을 포함하고 있는 것이 특징인 절연게이트형 전계효과 트랜지스터.The insulated gate field effect transistor according to claim 1, wherein the carrier generation center includes a metal impurity doped in the source region (6). 제 2 항에 있어서, 상기 금속불순물은, 이온주입법에 의해 상기 제1pn-접합내에 주입된 것이 특징인 절연게이트형 전계효과 트랜지스터.The insulated gate field effect transistor according to claim 2, wherein the metal impurity is implanted into the first pn-junction by ion implantation. 제 2 항에서, 상기 이온주입법에 의해 주입된 금속불순물의 양은 상기 금속불순물의 고체용해도보다 큰 것이 특징인 절연게이트형 전계효과 트랜지스터.3. The insulated gate field effect transistor according to claim 2, wherein the amount of the metal impurity implanted by the ion implantation method is larger than the solid solubility of the metal impurity. 제 2 항에 있어서, 상기 금속불순물은 열처리에 의해, 상기 소오스영역(6)상부에 적층된 금속층(8)으로부터 상기 소오스영역(6)을 통해서 상기 제1pn-접합으로 확산된 것이 특징인 절연게이트형 전계효과 트랜지스터.The insulating gate according to claim 2, wherein the metal impurity is diffused from the metal layer 8 stacked on the source region 6 to the first pn-junction through the source region 6 by heat treatment. Type field effect transistor. 제 2 항에서, 상기 금속불순물은 상기 제1pn-접합을 가로질러 침전되어 스파이크들(82)을 형성하는 것이 특징인 절연게이트형 전계효과 트랜지스터.3. The insulated gate field effect transistor according to claim 2, wherein said metal impurity precipitates across said first p-junction to form spikes (82). 제 2 항에서, 상기 소오스영역(6)은, 상기 드레인영역(7)에 비해 1종이상의 금속불순물을 더 포함하고 있는 것이 특징인 절연게이트형 전계효과 트랜지스터.3. The insulated gate field effect transistor according to claim 2, wherein the source region (6) further comprises at least one metal impurity as compared with the drain region (7). 제 2 항에 있어서, 상기 금속불순물은 알루미늄, 몰리브덴, 백금, 주석, 티타늄 및 텅스텐중에서 선택된 것이 특징인 절연게이트형 전계효과 트랜지스터.The insulated gate field effect transistor according to claim 2, wherein the metal impurities are selected from aluminum, molybdenum, platinum, tin, titanium, and tungsten. 제 1 항에 있어서, 상기 소오스영역(6)내의 상기 제 1 불순물의 농도가 상기 드레인영역(7)내의 농도보다 더커서 상기 제1pn-접합에 캐리어 발생중심을 제공하는 것이 특징인 절연게이트형 전계효과 트랜지스터.2. The insulated gate electric field according to claim 1, wherein the concentration of the first impurity in the source region 6 is greater than the concentration in the drain region 7 to provide a carrier generation center for the first p-junction. Effect transistors. 제 9 항에 있어서, 상기 소오스영역(6)의 상기 제 1 불순물의 상기 농도가 상기 드레인영역(7)내에서의 농도의 10배 이상인 것이 특징인 절연게이트형 전계효과 트랜지스터.10. The insulated gate field effect transistor according to claim 9, wherein said concentration of said first impurity in said source region (6) is at least 10 times the concentration in said drain region (7). 제 1 항에서, 상기 소오스영역(6)이 비정질 반도체재료를 필수성분으로 해서 형성된 것이 특징인 절연게이트형 전계효과 트랜지스터.2. The insulated gate field effect transistor according to claim 1, wherein the source region (6) is formed of an amorphous semiconductor material as an essential component. 절연기판(2)상의 제 1 도전형을 갖는 반도체층(3)상에 형성되는 절연게이트형 전계효과 트랜지스터에 있어서, 상기 제 1 도전형과 반대되는 제 2 도전형을 갖는 제 1 불순물로 도우프된 드레인영역(7)과 ; 게이트 절연막(51)을 매개로 하여 상기 반도체층(3)에 형성된 상기 드레인영역(7)에 인접해 있는 채널영역(31)상부에 형성된 게이트전극(5)과, 상기 드레인영역에 대향하여 상기 채널영역(31)에 인접해 있는, 상기 제 1 불순물로 도우프된 소오스영역(6)을 포함하며, 상기 소오스영역(6)은 그 열응력이 상기 드레인영역의 열응력보다 커서 압전 저항효과를 부여함으로써, 상기 소오스영역(6)과 상기 반도체층(3)간에 형성된 제1pn-접합의 전기저항이, 상기 드레인영역(7)과 상기 반도체층(3)간에 형성된 제2pn-접합의 전기저항보다 작은 것이 특징인 절연게이트형 전계효과 트랜지스터.In an insulated gate field effect transistor formed on a semiconductor layer 3 having a first conductivity type on an insulating substrate 2, doped with a first impurity having a second conductivity type opposite to the first conductivity type. Drain region 7; A gate electrode 5 formed on the channel region 31 adjacent to the drain region 7 formed in the semiconductor layer 3 via a gate insulating film 51 and the channel facing the drain region. And a source region 6 doped with the first impurity, adjacent to the region 31, wherein the source region 6 has a thermal stress greater than that of the drain region to impart a piezoelectric resistance effect. Thus, the electrical resistance of the first ppn-junction formed between the source region 6 and the semiconductor layer 3 is smaller than the electrical resistance of the second ppn-junction formed between the drain region 7 and the semiconductor layer 3. Insulated gate field effect transistor. 제 12 항에 있어서, 상기 드레인영역상에는 형성되지 않고 상기 소오스영역상에 형성된 층(9)을 더 포함하고, 상기 층(9)은 그의 열팽창계수가 상기 소오스영역(6)의 열팽창계수와 상이한 것이 특징인 절연게이트형 전계효과 트랜지스터.13. The method of claim 12, further comprising a layer (9) formed on said source region and not formed on said drain region, wherein said layer (9) has a thermal expansion coefficient different from that of said source region (6). Characterized insulated gate field effect transistor. 절연기판(2)상의 제 1 도전형을 갖는 반도체층(3)상에 형성되는 절연게이트형 전계효과 트랜지스터에 있어서, 상기 제 1 도전형과 반대되는 제 2 도전형을 갖는 제 1 불순물로 도우프된 드레인영역(7)과 ; 게이트 절연막을 매개로 하여 상기 반도체(3)층에 형성된 상기 드레인영역(7)에 인접해 있는 채널영역(31)상부에 형성된 게이트전극(5)과, 상기 드레인영역(7)에 대향하여 상기 채널영역에 인접해 있는 상기 제 1 불순물로 도우프된 소오스영역(6)과 상기 소오스영역(6)과 상기 반도체층간에 형성된 제1pn-접합에 형성된 터널 다이오드(33)를 포함하며, 이 터널 다이오드에 의해 상기 제1pn-접합을 통과하는 도전통로가 제공됨으로써, 상기 제1pn-접합의 전기저항이 상기 드레인영역(7)과 상기 반도체층(3)간에 형성된 제2pn-접합의 전기저항보다 작은 것이 특징인 절연게이트형 전계효과 트랜지스터.In an insulated gate field effect transistor formed on a semiconductor layer 3 having a first conductivity type on an insulating substrate 2, doped with a first impurity having a second conductivity type opposite to the first conductivity type. Drain region 7; A gate electrode 5 formed on the channel region 31 adjacent to the drain region 7 formed on the semiconductor 3 layer via a gate insulating film, and the channel facing the drain region 7. A source diode 6 doped with the first impurity adjacent to the region and a tunnel diode 33 formed at a first pn-junction formed between the source region 6 and the semiconductor layer, wherein the tunnel diode 33 Thereby providing a conductive passage through the first ppn-junction, whereby the electrical resistance of the first ppn-junction is smaller than the electrical resistance of the second ppn-junction formed between the drain region 7 and the semiconductor layer 3. Insulated gate field effect transistor. 제 14 항에 있어서, 상기 터널 다이오드(33)가 , 상기 제 1 도전형을 갖는 제 2 불순물로 더 도우프되는 일부분을 상기 반도체층(3)내의 상기 제1pn-접합 근방을 포함하고 있는 것이 특징인 절연게이트형 전계효과 트랜지스터.15. The semiconductor device according to claim 14, wherein the tunnel diode 33 comprises a portion further doped with a second impurity having the first conductivity type in the semiconductor layer 3 near the first pn-junction. Insulated gate field effect transistor. 제 1 항 또는 12 항 도는 14 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연기판(2)이 실리콘 몸체(1)와 그위에 형성된 이산화실리콘층(2)을 필수로 포함하고 있는 것이 특징인 절연게이트형 전계효과 트랜지스터.The insulated gate electric field according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the insulating substrate (2) essentially comprises a silicon body (1) and a silicon dioxide layer (2) formed thereon. Effect transistors. 제 1 항 또는 12항 또는 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반도체층(3)이 실리콘 재료로 구성된 것이 특징인 절연게이트형 전계효과 트랜지스터.The insulated gate field effect transistor according to any one of claims 1 to 12 or 14, characterized in that the semiconductor layer (3) is made of a silicon material.
KR1019900005880A 1989-04-29 1990-04-26 Insulated gate type fet on soi structure KR930009478B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1111654A JPH02291175A (en) 1989-04-29 1989-04-29 Insulating gate type field effect transistor
JP1-111654 1989-04-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR900017209A KR900017209A (en) 1990-11-15
KR930009478B1 true KR930009478B1 (en) 1993-10-04

Family

ID=14566806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019900005880A KR930009478B1 (en) 1989-04-29 1990-04-26 Insulated gate type fet on soi structure

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0405063A3 (en)
JP (1) JPH02291175A (en)
KR (1) KR930009478B1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04241465A (en) * 1991-01-14 1992-08-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Manufacture of field effect type semiconductor device
JPH06132303A (en) * 1991-11-29 1994-05-13 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Thin film transistor and manufacturing method thereof
US5344790A (en) * 1993-08-31 1994-09-06 Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. Making integrated circuit transistor having drain junction offset
JP2959514B2 (en) * 1997-03-26 1999-10-06 日本電気株式会社 Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device
KR100542986B1 (en) * 2003-04-29 2006-01-20 삼성에스디아이 주식회사 TFT, Method for fabricating the TFT and Flat panel device using the same
US7692223B2 (en) 2006-04-28 2010-04-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd Semiconductor device and method for manufacturing the same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51135373A (en) * 1975-05-20 1976-11-24 Agency Of Ind Science & Technol Semiconductor device
US4797724A (en) * 1982-06-30 1989-01-10 Honeywell Inc. Reducing bipolar parasitic effects in IGFET devices
JPS6143475A (en) * 1984-08-08 1986-03-03 Agency Of Ind Science & Technol Mos semiconductor device
JPS6197964A (en) * 1984-10-19 1986-05-16 Toshiba Corp Semiconductor device
JP2510710B2 (en) * 1988-12-13 1996-06-26 三菱電機株式会社 MOS field effect transistor formed in semiconductor layer on insulator substrate

Also Published As

Publication number Publication date
EP0405063A2 (en) 1991-01-02
KR900017209A (en) 1990-11-15
EP0405063A3 (en) 1991-02-27
JPH02291175A (en) 1990-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4935379A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US4772927A (en) Thin film FET doped with diffusion inhibitor
US6147383A (en) LDD buried channel field effect semiconductor device and manufacturing method
US4889829A (en) Method for producing a semiconductor device having a silicon-on-insulator structure
US4422885A (en) Polysilicon-doped-first CMOS process
US4996575A (en) Low leakage silicon-on-insulator CMOS structure and method of making same
KR900008207B1 (en) Semiconductor memory device
US4239559A (en) Method for fabricating a semiconductor device by controlled diffusion between adjacent layers
US5625216A (en) MOS transistor having increased gate-drain capacitance
US4663825A (en) Method of manufacturing semiconductor device
US4377819A (en) Semiconductor device
JPS60210863A (en) Complementary mos integrated circuit and method of producingsame
JPH0624226B2 (en) Method of manufacturing stacked CMOS device
US5264721A (en) Insulated-gate FET on an SOI-structure
US4447823A (en) SOS p--n Junction device with a thick oxide wiring insulation layer
JPH06120490A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
KR940008571B1 (en) Manufacturing method of semiconductor device
KR930009478B1 (en) Insulated gate type fet on soi structure
US5242849A (en) Method for the fabrication of MOS devices
KR19990077754A (en) Semiconductor device having metal silicide film and manufacturing method thereof
EP0365690B1 (en) Semiconductor device and semiconductor memory device
JP3196324B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP3460269B2 (en) Semiconductor device
KR20000001261A (en) Method for forming eprom cells
JPS61123181A (en) Manufacture of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
G160 Decision to publish patent application
E701 Decision to grant or registration of patent right
NORF Unpaid initial registration fee